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為什麼是海平面氣壓圖?而不是地面氣壓圖?
解釋這個問題,首先要知道什麼是氣壓。氣壓是:氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力,即在數值上等於單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱所受到的重力。如下圖,甲地的氣壓就是該處空氣柱的重力除以該處的底面積。
在同一水平面(海拔相等)上,由於氣壓差,大氣才運動。甲、乙兩地海拔不同,氣壓值也不同,如果在甲地與乙地相同高度的上空,氣壓與乙地相等,沒有氣壓差,大氣就不會運動。我們觀測氣壓的目的是為了研究大氣的運動,由於各地海拔不同,所以,各地都要根據當地氣壓,換算出與之對應的海平面(海拔為0m)的氣壓,才能根據氣壓差,推測近地面的大氣的運動狀況。(高中生忽略本段)
一、綜述:
首先,我們要知道,「大氣中熱量和水汽的輸送,以及各種天氣變化,都是通過大氣運動實現的。」(人教版必修1P29)其次,「大氣中經常發生的陰、晴、風、雨、雪等天氣現象,都與天氣系統的活動有密切關係。」(人教版必修1P41)冷鋒、暖鋒、準靜止鋒、氣旋、反氣旋是常見的天氣系統。再次,我們通過判讀海平面氣壓圖中的天氣系統,就可以了解大氣的運動情況,進而推測該天氣系統帶來的天氣現象。
二、氣旋(低壓)和反氣旋(高壓)
氣旋是中心氣壓低,四周氣壓高的大氣水平渦旋。從氣壓狀況看也叫低壓,如上圖L處。反氣旋是中心氣壓高,四周氣壓低的大氣水平渦旋。從氣壓狀況看也叫高壓,如上圖H處。那麼,氣旋和反氣旋分別帶來什麼天氣呢?畫出氣旋和反氣旋周圍的風向。見下圖。
氣旋的低空,氣流從四面八方流入中心,使中心的空氣被迫上升,如果氣流水汽充足,其攜帶的水汽遇冷凝結,產生陰、雨、雪等現象。(見下圖)當氣流升至高空後,又向四周流出。
反氣旋的低空,氣流從中心向外流出;在高空,氣流不斷從四周流入中心,自上而下形成下沉氣流。氣流下沉過程中增溫,其攜帶的水汽不易凝結,多產生晴朗天氣。(見下圖)
三、鋒(冷鋒、暖鋒、準靜止鋒)
我們來觀察一下等壓線明顯彎曲的部位(虛線處)的風向、性質(冷暖)。如下圖所示,藍色箭頭表示冷氣團(緯度高或者從較高緯度吹來),紅色箭頭表示暖氣團(緯度低或者從較低緯度吹來)。
問:A、B兩處的氣團會相遇嗎?
答:會。(氣團相遇不一定都是正對的)
問:兩者相遇後又如何?
答:冷氣團主動插入暖氣團的下面,暖氣團被迫抬升。(見下圖)
冷暖氣團相遇形成鋒面(見下圖)
從氣壓圖中可以看出,冷氣團主動向暖氣團移動,故稱冷鋒(定義)。
如果含有大量水汽的暖氣團被抬升,水汽遇冷凝結,產生陰、雨或者雪等。(見下圖)
問:C、D兩處的氣團會相遇嗎?
答:會。
問:兩者相遇後又如何?
答:暖氣團主動爬升到冷氣團的上面。(見下圖)
冷暖氣團相遇形成鋒面(見下圖)
從氣壓圖中可以看出,暖氣團主動向冷氣團移動,故稱暖鋒(定義)。
如果向上爬升的暖氣團含有大量水汽,水汽就會遇冷凝結,產生陰、雨或者雪等。(見下圖)
準靜止鋒是冷暖氣團力量相當,使鋒面來回擺動的鋒,長帶來較長時間的降水。
冷鋒是冷氣團主動向暖氣團移動的鋒,由於冷氣團密度大,力量強大,鋒面移動速度快,還會帶來大風、降溫等現象。
暖鋒是暖氣團主動向冷氣團移動的鋒。暖氣團密度小,推動鋒面移動速度慢,故帶來連續性降水。由於暖氣團爬升到冷氣團的上面,如果水汽不足,也可能出現霧天。
在前面海平面氣壓圖中,等壓線發生彎曲的部位叫低壓槽,好比地形圖中的山谷。在低壓槽出,往往形成鋒面,故出現陰、雨、雪等天氣現象。(見下圖)
在高壓附近,等壓線也發生彎曲,稱為高壓脊。由圖中箭頭可以看出,高壓脊兩側氣流是散開的,不會形成鋒面,故帶來晴朗天氣。